JP2019203931A - 防眩フィルムならびにその製造方法および用途 - Google Patents

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Abstract

【課題】指での表面滑り性と、耐擦傷性とを同時に充足する防眩フィルムを提供する。【解決手段】表面に防眩層を有する防眩フィルムにおいて、防眩層表面の凹凸形状を、下記特性(1)〜(3)のうち少なくとも2つ以上の特性を満たす形状に調整する。(1)算術平均粗さRaが0.05〜0.25μmである(2)粗さ曲線要素の平均長さRSmが5〜25μmである(3)粗さ曲線の最大断面高さRtが0.1〜1μmであるさらに、前記防眩フィルムのヘイズを1〜60%に調整し、防眩層表面の60°グロスを0.1〜70%に調整する。前記防眩フィルムは、人工皮膚を貼り付けた面接触子を用いて、荷重0.2N、移動速度50mm/秒、有効測定距離50mmの条件で測定した防眩層表面の動摩擦係数が3以下であってもよい。【選択図】なし

Description

本発明は、タッチパネル付き液晶表示装置(LCD)や有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイなどの各種表示装置の表示面での外部光源の映り込みを防止するのに適しており、指による滑り触感が良好であり、かつ摩擦による擦傷がつきにくい耐擦傷性に優れた防眩フィルムならびにその製造方法および用途に関する。
防眩フィルムは、LCDや有機ELディスプレイなどの画像表示装置における表示面での外景の映り込みを防止し、視認性を向上させるためのフィルムとして広く利用されている。防眩フィルムでは、表面に凹凸形状を形成して外光を散乱反射させることにより、防眩性を発現しているが、凹凸形状の形成方法としては、バインダー樹脂に粒子を添加する方法や、複数の樹脂の相分離を利用する方法などが知られている。
特許第5846243号公報(特許文献1)には、光透過性基材と、この光透過性基材上に防眩層を備えてなる光学積層体であって、前記防眩層の最表面が凹凸形状を有し、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の平均粗さをRzとし、凹凸の平均間隔Smとし、RzとSmとの比率ψを比率ψ≡Rz/Smと定義し、基準長さを0.25mmとしてθa、Rzを測定し、基準長さを0.80mmとしてSmを測定した場合に、θaが1.2〜2.5°、比率ψが0.016〜0.121を同時に満たし、前記光学積層体の内部ヘイズおよび表面ヘイズが、それぞれ0〜50%および0.5〜4.5%である光学積層体が開示されている。
特開2015−125234号公報(特許文献2)には、透明基材の一方の面に、海島構造からなる防眩層が形成された防眩性フィルムであって、前記海島構造は、海領域が第一樹脂成分、島領域が第二樹脂成分をそれぞれ含み、前記島領域の第二樹脂成分中には凝集した微粒子が含まれ、ヘイズが0.3〜5%であり、前記防眩層表面が、算術平均粗さRa40〜150nm、凹凸の平均間隔Sm40〜150μmである防眩性フィルムが開示されている。
特開2016−335574号公報(特許文献3)には、透明基材と、この透明基材の少なくとも一方の面に配置された防眩層とを備え、この防眩層の該透明基材とは反対側の表面が凹凸面であり、この凹凸面の平均間隔Smが150〜350μmであり、平均傾斜角θaが0.1〜2.5°であり、算術平均表面粗さRaが0.05〜0.5μmである防眩フィルムが開示されている。
特許第6190581号公報(特許文献4)には、複数の樹脂成分の相分離に伴って形成された長細状凸部を表面に有する防眩層を含む防眩フィルムであって、10〜40%のヘイズを有し、前記長細状凸部が、分岐構造を有し、かつ合計長さが100μm以上であるとともに、前記防眩層の表面に前記長細状凸部が1mm当たり1以上存在し、かつ分岐構造を有する長細状凸部と他の凸部との長さ比が、前者/後者=100/0〜70/30である防眩フィルムが開示されている。
しかし、これらの防眩フィルムでは、近年の高精細のLCDや有機ELディスプレイに対応させるために、表面層の凹凸をより粗くすると、防眩性は高くなるものの、凹凸のばらつきも大きくなる。そのため、摩擦が発生した場合には、凹凸の高い部分に力が集中し、凹凸構造の状態によっては削れや粒子の欠落が発生する虞があり、耐擦傷性が不十分であった。
特許第5846243号公報(請求項1) 特開2015−125234号公報(請求項1および2) 特開2016−335574号公報(請求項1) 特許第6190581号公報(請求項1および3)
従って、本発明の目的は、防眩性と、指での表面滑り性と、耐擦傷性とを同時に充足する防眩フィルムおよびその製造方法を提供することにある。
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討の結果、防眩層表面の凹凸形状を特定の形状に調整し、さらにヘイズおよび防眩層表面のグロスを特定の範囲に調整することにより、防眩性と、指での表面滑り性と、耐擦傷性とを同時に充足できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の防眩フィルムは、表面に防眩層を有する防眩フィルムであって、ヘイズが1〜60%、防眩層表面の60°グロスが0.1〜70%であり、かつ防眩層表面の凹凸形状が、下記特性(1)〜(3)のうち少なくとも2つ以上の特性を満たす。
(1)算術平均粗さRaが0.05〜0.25μmである
(2)粗さ曲線要素の平均長さRSmが5〜25μmである
(3)粗さ曲線の最大断面高さRtが0.1〜1μmである。
前記防眩フィルムは、前記特性(1)〜(3)を全て満たすのが好ましい。前記防眩フィルムは、人工皮膚を貼り付けた面接触子を用いて、荷重0.2N、移動速度50mm/秒、有効測定距離50mmの条件で測定した防眩層表面の動摩擦係数が3以下であってもよい。前記防眩層は、1種以上のポリマー成分および1種以上の硬化樹脂前駆体成分を含む硬化性組成物の硬化物であってもよい。前記ポリマー成分は、セルロースエステル類および/または重合性基を有していてもよい(メタ)アクリル系重合体を含んでいてもよい。前記硬化樹脂前駆体成分は、ウレタン(メタ)アクリレートを含んでいてもよい。前記ウレタン(メタ)アクリレートの1分子中における(メタ)アクリロイル基の数は5〜20個であってもよい。前記硬化樹脂前駆体成分は、重合性基を有するフッ素系化合物をさらに含んでいてもよい。前記硬化性組成物は、フィラーをさらに含んでいてもよい。
本発明には、湿式スピノーダル分解により相分離させて凹凸形状を形成する防眩層形成工程を含む前記防眩フィルムの製造方法も含まれる。
本発明には、前記防眩フィルムを備えた表示装置も含まれる。この表示装置は、タッチパネル付き液晶表示装置または有機ELディスプレイであってもよい。
なお、本明細書および特許請求の範囲において、(メタ)アクリレートは、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステルの双方を含む。
本発明では、防眩層表面の凹凸形状が特定の形状に調整され、さらにヘイズおよび防眩層表面のグロスも特定の範囲に調整されているため、防眩性と指での表面滑り性と耐擦傷性とを同時に充足できる。
[防眩層]
本発明の防眩フィルムは、特定の表面形状を有し、特定の光学特性を発現するための防眩層を表面に有していればよく、防眩層の材質や構造は限定されないが、微細な凹凸形状が表面に形成された透明材料で形成されており、この凹凸形状によって表面反射による外景の映り込みを抑制して防眩性を向上できる。
防眩層は、透明材料で形成されていればよく、有機材料および無機材料のいずれの材料で形成されていてもよいが、生産性や取り扱い性などの点から、樹脂成分を含む組成物で形成された防眩層が好ましい。防眩層の表面は、前述のように、通常、凹凸形状を有しており、この凹凸形状は、特に限定されず、物理的な加工や型を用いた転写などによって形成された凹凸形状であってもよいが、生産性などの点から、樹脂成分を含む組成物で形成された防眩層において、樹脂成分の相分離構造によって形成された微細な凹凸形状や粒子の形状に対応した微細な凹凸形状であってもよい。なかでも、1種以上の硬化樹脂前駆体成分を含む硬化性組成物の硬化物において、液相からのスピノーダル分解(湿式スピノーダル分解)により形成された凹凸形状や、粒子(例えば、ポリアミド粒子などの熱可塑性樹脂粒子や、架橋ポリ(メタ)アクリル酸エステル粒子、架橋ポリスチレン系粒子、架橋ポリウレタン粒子などの架橋高分子粒子、シリカ粒子などの無機粒子など)を含有させて粒子形状によって形成された凹凸形状が好ましく、ばらつきの小さい規則的な凹凸形状を形成し易い点から、湿式スピノーダル分解により形成された凹凸形状が特に好ましい。
湿式スピノーダル分解により形成された凹凸形状を有する防眩層は、1種以上のポリマー成分および1種以上の硬化樹脂前駆体成分を含む硬化性組成物の硬化物であってもよい。詳しくは、防眩層は、1種以上のポリマー成分と1種以上の硬化樹脂前駆体成分と溶媒とを含む組成物(混合液)を用い、この組成物の液相から、溶媒を乾燥などにより蒸発または除去する過程で、濃縮に伴って、スピノーダル分解による相分離が生じ、相間距離が比較的規則的な相分離構造を形成できる。より具体的には、前記湿式スピノーダル分解は、通常、前記組成物(均一溶液)を基材層などの支持体の上にコーティングし、塗布層から溶媒を蒸発させることにより行うことができる。
(ポリマー成分)
ポリマー成分としては、通常、熱可塑性樹脂が使用される。熱可塑性樹脂としては、透明性が高く、スピノーダル分解により前述の表面凹凸形状を形成できれば特に限定されないが、例えば、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系重合体、有機酸ビニルエステル系重合体、ビニルエーテル系重合体、ハロゲン含有樹脂、ポリオレフィン(脂環式ポリオレフィンを含む)、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、熱可塑性ポリウレタン、ポリスルホン系樹脂(ポリエーテルスルホン、ポリスルホンなど)、ポリフェニレンエーテル系樹脂(2,6−キシレノールの重合体など)、セルロース誘導体(セルロースエステル類、セルロースカーバメート類、セルロースエーテル類など)、シリコーン樹脂(ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサンなど)、ゴムまたはエラストマー(ポリブタジエン、ポリイソプレンなどのジエン系ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムなど)などが例示できる。これらの熱可塑性樹脂は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。
これらのポリマー成分のうち、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系重合体、酢酸ビニル系重合体、ビニルエーテル系重合体、ハロゲン含有樹脂、脂環式ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、セルロース誘導体、シリコーン系樹脂、ゴムまたはエラストマーなどが汎用される。また、ポリマー成分としては、通常、非結晶性であり、かつ有機溶媒(特に複数のポリマー成分や硬化樹脂前駆体成分を溶解可能な共通溶媒)に可溶なポリマー成分が使用される。特に、成形性または製膜性、透明性や耐候性の高いポリマー成分、例えば、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系重合体、脂環式ポリオレフィン、ポリエステル、セルロース誘導体(セルロースエステル類など)などが好ましく、(メタ)アクリル系重合体、セルロースエステル類が特に好ましい。
(メタ)アクリル系重合体としては、(メタ)アクリル系単量体の単独または共重合体、(メタ)アクリル系単量体と共重合性単量体との共重合体などが使用できる。(メタ)アクリル系単量体には、例えば、(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルなどの(メタ)アクリル酸C1−10アルキル;(メタ)アクリル酸シクロヘキシルなどの(メタ)アクリル酸シクロアルキル;(メタ)アクリル酸フェニルなどの(メタ)アクリル酸アリール;ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート;N,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;(メタ)アクリロニトリル;トリシクロデカンなどの脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリレートなどが例示できる。共重合性単量体には、スチレンなどのスチレン系単量体、ビニルエステル系単量体、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸などが例示できる。これらの単量体は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。
(メタ)アクリル系重合体としては、例えば、ポリメタクリル酸メチルなどのポリ(メタ)アクリル酸エステル、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸共重合体、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−スチレン共重合体(MS樹脂など)などが例示できる。これらのうち、ポリ(メタ)アクリル酸メチルなどのポリ(メタ)アクリル酸C1−6アルキル、特にメタクリル酸メチルを主成分(50〜100質量%、好ましくは70〜100質量%程度)とするメタクリル酸メチル系重合体が好ましい。
セルロースエステル類としては、例えば、脂肪族有機酸エステル(セルロースジアセテート、セルローストリアセテートなどのセルロースアセテート;セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどのC1−6脂肪族カルボン酸エステルなど)、芳香族有機酸エステル(セルロースフタレート、セルロースベンゾエートなどのC7−12芳香族カルボン酸エステル)、無機酸エステル類(例えば、リン酸セルロース、硫酸セルロースなど)などが例示でき、酢酸・硝酸セルロースエステルなどの混合酸エステルであってもよい。これらのセルロースエステル類は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどのセルロースC2−4アシレートが好ましく、セルロースアセテートプロピオネートなどのセルロースアセテートC3−4アシレートが特に好ましい。
ポリマー成分[特に(メタ)アクリル系重合体]は、硬化反応に関与する官能基(または硬化樹脂前駆体成分と反応可能な官能基)を有するポリマーであってもよい。前記ポリマーは、官能基を主鎖に有していてもよく、側鎖に有していてもよい。前記官能基は、共重合や共縮合などにより主鎖に導入されてもよいが、通常、側鎖に導入される。このような官能基としては、縮合性基や反応性基(例えば、ヒドロキシル基、酸無水物基、カルボキシル基、アミノ基またはイミノ基、エポキシ基、グリシジル基、イソシアネート基など)、重合性基[例えば、ビニル、プロペニル、イソプロペニル、ブテニル、アリルなどのC2−6アルケニル基、エチニル、プロピニル、ブチニルなどのC2−6アルキニル基、ビニリデンなどのC2−6アルケニリデン基、またはこれらの重合性基を有する基((メタ)アクリロイル基など)など]などが例示できる。これらの官能基のうち、重合性基が好ましい。
重合性基を側鎖に導入する方法としては、例えば、反応性基や縮合性基などの官能基を有する熱可塑性樹脂と、前記官能基との反応性基を有する重合性化合物とを反応させる方法などが例示できる。
官能基を有する熱可塑性樹脂において、官能基としては、カルボキシル基またはその酸無水物基、ヒドロキシル基、アミノ基、エポキシ基などが例示できる。
官能基を有する熱可塑性樹脂がカルボキシル基またはその酸無水物基を有する熱可塑性樹脂である場合、前記官能基との反応性基を有する重合性化合物としては、例えば、エポキシ基やヒドロキシル基、アミノ基、イソシアネート基などを有する重合性化合物などが例示できる。これらのうち、エポキシ基を有する重合性化合物、例えば、エポキシシクロヘキセニル(メタ)アクリレートなどのエポキシシクロC5−8アルケニル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテルなどが汎用される。
代表的な例としては、カルボキシル基またはその酸無水物基を有する熱可塑性樹脂とエポキシ基含有化合物、特に(メタ)アクリル系重合体((メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体など)とエポキシ基含有(メタ)アクリレート(エポキシシクロアルケニル(メタ)アクリレートやグリシジル(メタ)アクリレートなど)との組み合わせが例示できる。具体的には、(メタ)アクリル系重合体のカルボキシル基の一部に重合性不飽和基を導入したポリマー、例えば、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体のカルボキシル基の一部に、3,4−エポキシシクロヘキセニルメチルアクリレートのエポキシ基を反応させて、側鎖に重合性基(光重合性不飽和基)を導入した(メタ)アクリル系重合体(サイクロマーP、(株)ダイセル製)などが使用できる。
熱可塑性樹脂に対する硬化反応に関与する官能基(特に重合性基)の導入量は、熱可塑性樹脂1kgに対して、例えば0.001〜10モル、好ましくは0.01〜5モル、さらに好ましくは0.02〜3モル程度である。
これらのポリマー成分は、適宜組み合わせて使用できる。すなわち、ポリマー成分は、複数のポリマーで構成されていてもよい。複数のポリマーは、湿式スピノーダル分解により、相分離可能であってもよい。また、複数のポリマーは、互いに非相溶であってもよい。複数のポリマーを組み合わせる場合、第1のポリマーと第2のポリマーとの組み合わせは特に制限されないが、加工温度付近で互いに非相溶な複数のポリマー、例えば、互いに非相溶な2つのポリマーとして適当に組み合わせて使用できる。例えば、第1のポリマーが(メタ)アクリル系重合体(例えば、ポリメタクリル酸メチル、重合性基を有する(メタ)アクリル系重合体など)である場合、第2のポリマーは、セルロースエステル類(セルロースアセテートプロピオネートなどのセルロースアセテートC3−4アシレートなど)、ポリエステル(ウレタン変性ポリエステルなど)であってもよい。
さらに、硬化後の耐擦傷性の観点から、複数のポリマーのうち、少なくとも一つのポリマー、例えば、互いに非相溶なポリマーのうち一方のポリマー(第1のポリマーと第2のポリマーとを組み合わせる場合、少なくとも一方のポリマー)が硬化樹脂前駆体成分と反応可能な官能基(特に重合性基)を側鎖に有するポリマーであるのが好ましい。
第1のポリマーと第2のポリマーとの質量割合は、例えば、前者/後者=1/99〜99/1、好ましくは10/90〜97/3程度の範囲から選択でき、第1のポリマーが(メタ)アクリル系重合体であり、第2のポリマーがセルロースエステル類である場合、両ポリマーの質量割合は、前者/後者=30/70〜95/5、好ましくは50/50〜90/10、さらに好ましくは60/40〜85/15(特に70/30〜80/20)程度である。本発明では、両ポリマーの割合を調整することによって、防眩層の表面形状およびヘイズを調整でき、セルロースエステル類の割合を増加させることにより、表面形状であるRa、RSmおよびRtを小さくして、ヘイズも低減できる。なお、両ポリマーの具体的な割合は、後述する硬化樹脂前駆体成分の種類などに応じて適宜選択できる。
なお、相分離構造を形成するためのポリマーとしては、前記非相溶な2つのポリマー以外にも、前記熱可塑性樹脂や他のポリマーが含まれていてもよい。
ポリマー成分のガラス転移温度は、例えば−100℃〜250℃、好ましくは−50℃〜230℃、さらに好ましくは0〜200℃程度(例えば50〜180℃程度)の範囲から選択できる。なお、表面硬度の観点から、ガラス転移温度は50℃以上(例えば70〜200℃程度)、好ましくは100℃以上(例えば100〜170℃程度)であるのが有利である。ポリマー成分の重量平均分子量は、例えば1,000,000以下、好ましくは1,000〜500,000程度の範囲から選択できる。
(硬化樹脂前駆体成分)
硬化樹脂前駆体成分としては、熱や活性エネルギー線(紫外線や電子線など)などにより反応する官能基を有する化合物であり、熱や活性エネルギー線などにより硬化または架橋して樹脂(特に硬化または架橋樹脂)を形成可能な種々の硬化性化合物を使用できる。前記硬化樹脂前駆体成分としては、例えば、熱硬化性化合物または樹脂[エポキシ基、重合性基、イソシアネート基、アルコキシシリル基、シラノール基などを有する低分子量化合物(例えば、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂など)など]、活性光線(紫外線など)により硬化可能な光硬化性化合物(光硬化性モノマー、オリゴマーなどの紫外線硬化性化合物など)などが例示でき、光硬化性化合物は、EB(電子線)硬化性化合物などであってもよい。なお、光硬化性モノマー、オリゴマーや低分子量であってもよい光硬化性樹脂などの光硬化性化合物を、単に「光硬化性樹脂」という場合がある。
光硬化性化合物には、例えば、単量体、オリゴマー(または樹脂、特に低分子量樹脂)が含まれる。
単量体としては、例えば、単官能性単量体[(メタ)アクリル酸エステルなどの(メタ)アクリル系単量体、ビニルピロリドンなどのビニル系単量体、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレートなどの橋架環式炭化水素基を有する(メタ)アクリレートなど]、少なくとも2つの重合性不飽和結合を有する多官能性単量体[エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレートなどのアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート;ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリオキシテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの(ポリ)オキシアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート;トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、アダマンタンジ(メタ)アクリレートなどの橋架環式炭化水素基を有するジ(メタ)アクリレート;グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの3〜6程度の重合性不飽和結合を有する多官能性単量体など]などが例示できる。これらのうち、少なくとも2つの(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートが汎用される。
オリゴマーまたは樹脂としては、ビスフェノールA−アルキレンオキサイド付加体の(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレートなどが例示できる。
これらの光硬化性化合物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、短時間で硬化できる光硬化性化合物、例えば、紫外線硬化性化合物(モノマー、オリゴマーや低分子量であってもよい樹脂など)、EB硬化性化合物が好ましい。特に、実用的に有利な樹脂前駆体は、紫外線硬化性樹脂である。特に、本発明では、光硬化性化合物は、高い防眩性とギラツキの抑制とを両立できる点から、ウレタン(メタ)アクリレートを含むのが好ましい。
ウレタン(メタ)アクリレートは、ポリイソシアネート類に活性水素原子を有する(メタ)アクリレートを反応させて得られたウレタン(メタ)アクリレートであってもよい。
ポリイソシアネート類は、ポリイソシアネートとポリオール(例えば、ポリエステルポリエステル、ポリエーテルポリエステルなど)との反応により生成し、遊離のイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーであってもよいが、耐擦傷性の点から、ポリイソシアネートが好ましい。
ポリイソシアネートとしては、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、ポリイソシアネートの誘導体などが例示できる。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどのC2−16アルカンジイソシアネートなどが挙げられる。脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、水添キシリレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、フェニレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’−トルイジンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネートなどが挙げられる。ポリイソシアネートの誘導体としては、例えば、ダイマーやトリマーなどの多量体、ビウレット、アロファネート、カルボジイミド、ウレットジオンなどが挙げられる。これらのポリイソシアネートは、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。
これらのポリイソシアネートのうち、耐擦傷性と光学特性とを両立できる点から、無黄変タイプのジイソシアネートまたはその誘導体、例えば、HDIなどの脂肪族ジイソシアネート、IPDI、水添XDIなどの脂環族ジイソシアネートなどの無黄変性ジイソシアネートまたはその誘導体が好ましく、HDIなどのC4−12アルカンジイソシアネート(特にC5−8アルカンジイソシアネート)が特に好ましい。
活性水素原子を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシC2−6アルキル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−メトキシプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルコキシC2−6アルキル(メタ)アクリレート;ジトリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなど多価アルコールの(メタ)アクリル酸部分エステルなどが挙げられる。これらの(メタ)アクリレートは、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、耐擦傷性の点から、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなどの多価アルコールの(メタ)アクリル酸部分エステルが好ましい。
ウレタン(メタ)アクリレートの1分子中における(メタ)アクリロイル基の数(官能基数)は、2個以上(2官能以上)であればよいが、例えば2〜30個、好ましくは3〜25個(例えば5〜20個)、さらに好ましくは8〜18個(特に9〜15個)程度である。前記官能基の数が少なすぎると、耐擦傷性が低下する虞がある。
ウレタン(メタ)アクリレートの重量平均分子量は、特に限定されないが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)において、ポリスチレン換算で、5000以下(例えば500〜5000)であってもよく、例えば550〜4000、好ましくは600〜3000、さらに好ましくは800〜2000(特に1000〜1500)程度であってもよい。分子量が大きすぎると、耐擦傷性が低下する虞がある。
光硬化性化合物は、前記ウレタン(メタ)アクリレートに加えて、表面改質できる点から。フッ素含有硬化性化合物(フッ素原子を含有する前駆体成分または重合性基を有するフッ素系化合物)を含むのが好ましい。
フッ素含有硬化性化合物としては、前記単量体およびオリゴマーのフッ化物、例えば、フッ化アルキル(メタ)アクリレート[例えば、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレートやトリフルオロエチル(メタ)アクリレートなど]、フッ化(ポリ)オキシアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート[例えば、フルオロエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、フルオロポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、フルオロプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなど]、フッ素含有エポキシ樹脂、フッ素含有ウレタン系樹脂などが挙げられる。これらのうち、(メタ)アクリロイル基を有するフルオロポリエーテル化合物が好ましい。フッ素含有硬化性化合物は、市販のフッ素系重合性レベリング剤であってもよい。
フッ素含有硬化性化合物の割合は、硬化性組成物(全固形分)100質量部に対して、例えば0.1〜5質量部、好ましくは0.2〜4質量部、さらに好ましくは0.3〜3質量部(特に0.5〜2質量部)である。フッ素含有硬化性化合物の割合が少なすぎると、相分離を促進する効果が低下する虞があり、多すぎると、耐擦傷性が低下する虞がある。
硬化樹脂前駆体成分は、その種類に応じて、防眩性および耐擦傷性を向上させるために、フィラーをさらに含有していてもよい。
フィラーとしては、例えば、シリカ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子、アルミナ粒子などの無機粒子、架橋(メタ)アクリル系重合体粒子、架橋スチレン系樹脂粒子などの有機粒子を含んでいてもよい。これらのフィラーは、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。
これらのフィラーのうち、光学特性に優れ、スピノーダル分解により、透明性および防眩性を両立できる凹凸形状を形成し易い点から、シリカ粒子が好ましい。シリカ粒子は、防眩フィルムの透明性を向上できる点から、中実のシリカ粒子が好ましい。
フィラーの形状は、異方形状であってもよいが、等方形状が好ましく、球状が特に好ましい。フィラーの平均粒径は、例えば0.1〜10μm、好ましくは0.5〜5μm、さらに好ましくは0.8〜3μm(特に1〜2μm)程度である。
フィラーの割合は、硬化性組成物(全固形分)100質量部に対して、例えば1〜50質量部、好ましくは2〜40質量部、さらに好ましくは3〜30質量部程度である。
硬化樹脂前駆体成分は、その種類に応じて、さらに硬化剤を含んでいてもよい。例えば、熱硬化性樹脂では、アミン類、多価カルボン酸類などの硬化剤を含んでいてもよく、光硬化性樹脂では光重合開始剤を含んでいてもよい。光重合開始剤としては、慣用の成分、例えば、アセトフェノン類またはプロピオフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、アシルホスフィンオキシド類などが例示できる。光重合開始剤などの硬化剤の割合は、硬化樹脂前駆体成分全体に対して0.1〜20質量%、好ましくは0.5〜10質量%、さらに好ましくは1〜8質量%程度である。
硬化樹脂前駆体成分は、さらに硬化促進剤を含んでいてもよい。例えば、光硬化性樹脂は、光硬化促進剤として、第三級アミン類(ジアルキルアミノ安息香酸エステルなど)、ホスフィン系光重合促進剤などを含んでいてもよい。
(ポリマー成分と硬化樹脂前駆体成分との組み合わせ)
本発明では、前記ポリマー成分および前記硬化樹脂前駆体成分のうち、少なくとも2つの成分が、加工温度付近で互いに相分離する組み合わせで使用される。相分離する組み合わせとしては、例えば、(a)複数のポリマー成分同士が互いに非相溶で相分離する組み合わせ、(b)ポリマー成分と硬化樹脂前駆体成分とが非相溶で相分離する組み合わせ、(c)複数の硬化樹脂前駆体成分同士が互いに非相溶で相分離する組み合わせなどが挙げられる。これらの組み合わせのうち、通常、(a)複数のポリマー成分同士の組み合わせや、(b)ポリマー成分と硬化樹脂前駆体成分との組み合わせであり、特に(a)複数のポリマー成分同士の組み合わせが好ましい。相分離させる両者の相溶性が高い場合、溶媒を蒸発させるための乾燥過程で両者が有効に相分離せず、防眩層としての機能が低下する。
なお、ポリマー成分と硬化樹脂前駆体成分とは、通常、互いに非相溶である。ポリマー成分と硬化樹脂前駆体成分とが非相溶で相分離する場合に、ポリマー成分として複数のポリマー成分を用いてもよい。複数のポリマー成分を用いる場合、少なくとも1つのポリマー成分が硬化樹脂前駆体成分に対して非相溶であればよく、他のポリマー成分は前記硬化樹脂前駆体成分と相溶してもよい。また、互いに非相溶な2つのポリマー成分と硬化樹脂前駆体成分(特に、複数の硬化性官能基を有するモノマーまたはオリゴマー)との組み合わせであってもよい。
ポリマー成分を互いに非相溶な複数のポリマー成分で構成して相分離する場合、硬化樹脂前駆体成分は、非相溶な複数のポリマーのうち、少なくとも1つのポリマー成分と加工温度付近で互いに相溶する組合せで使用される。すなわち、互いに非相溶な複数のポリマー成分を、例えば、第1のポリマーと第2のポリマーとで構成する場合、硬化樹脂前駆体成分は、第1のポリマーまたは第2のポリマーのいずれかと相溶すればよく、両方のポリマー成分と相溶してもよいが、好ましくは一方のポリマー成分のみと相溶する方がよい。両方のポリマー成分に相溶する場合、第1のポリマーおよび硬化樹脂前駆体成分を主成分とした混合物と、第2のポリマーおよび硬化樹脂前駆体成分を主成分とした混合物との少なくとも二相に相分離する。
選択した複数のポリマー成分の相溶性が高い場合、溶媒を蒸発させるための乾燥過程でポリマー成分同士が有効に相分離せず、防眩層としての機能が低下する。複数のポリマー成分の相分離性は、双方の成分に対する良溶媒を用いて均一溶液を調製し、溶媒を徐々に蒸発させる過程で、残存固形分が白濁するか否かを目視にて確認することにより簡便に判定できる。
さらに、通常、ポリマー成分と、硬化樹脂前駆体成分の硬化により生成した硬化または架橋樹脂とは互いに屈折率が異なる。また、複数のポリマー成分(第1のポリマーと第2のポリマー)の屈折率も互いに異なる。ポリマー成分と硬化または架橋樹脂との屈折率の差、複数のポリマー成分(第1のポリマーと第2のポリマーと)の屈折率の差は、例えば0.01〜0.2、好ましくは0.05〜0.15程度であってもよい。
ポリマー成分と硬化樹脂前駆体成分との割合(質量比)は、特に制限されず、例えば、前者/後者=1/99〜95/5程度の範囲から選択でき、例えば2/98〜90/10(例えば3/97〜50/50)、好ましくは5/95〜40/60、さらに好ましくは10/90〜30/70(特に15/85〜25/75)程度である。ポリマー成分の割合が少なすぎると、防眩性が低下する虞があり、逆に多すぎると、耐擦傷性が低下する虞がある。
(他の成分)
硬化性組成物の硬化物で形成された防眩層は、種々の添加剤、例えば、レベリング剤、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤など)、界面活性剤、水溶性高分子、充填剤、架橋剤、カップリング剤、着色剤、難燃剤、滑剤、ワックス、防腐剤、粘度調整剤、増粘剤、消泡剤などを含んでいてもよい。添加剤の割合は、防眩層全体に対して、例えば0.01〜10質量%(特に0.1〜5質量%)程度である。
(防眩層の厚み)
防眩層の厚み(平均厚み)は、例えば1〜20μm、好ましくは2〜10μm、さらに好ましくは3〜8μm(特に5〜7μm)程度である。なお、本明細書および特許請求の範囲において、防眩層の平均厚みは、光学式膜厚計を用いて、任意の10箇所を測定し、平均値を算出して求めることができる。
[基材層]
本発明の防眩フィルムは、前記防眩層単独で形成されていてもよく、基材層と、この基材層の少なくとも一方の面に形成された防眩層とで形成されていてもよい。これらのうち、取り扱い性、機械的特性、生産性などの点から、基材層の一方の面(片面のみ)に防眩層を積層するのが好ましい。
基材層は、透明材料で形成されていればよく、用途に応じて選択でき、ガラスなどの無機材料であってもよいが、強度や成形性などの点から、有機材料が汎用される。有機材料としては、例えば、セルロース誘導体、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、(メタ)アクリル系重合体などが例示できる。これらのうち、セルロースエステル、ポリエステル、ポリカーボネートなどが汎用され、ポリエステル、ポリカーボネートが好ましい。
ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などのポリアルキレンアリレートなどが挙げられる。ポリカーボネートとしては、ビスフェノール型ポリカーボネートなどが挙げられる。
これらのうち、機械的特性や透明性などのバランスに優れる点から、PETやPENなどのポリC2−4アルキレン−C6−10アリレート、ビスフェノールA型ポリカーボネートが好ましい。
基材層も、防眩層の項で例示された慣用の添加剤を含んでいてもよい。添加剤の割合も防眩層と同様である。
基材層は、1軸または2軸延伸フィルムであってもよいが、低複屈折率であり、光学的に等方性に優れる点から、未延伸フィルムであってもよい。
基材層は、表面処理(例えば、コロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理、オゾンや紫外線照射処理など)されていてもよく、易接着層を有していてもよい。
基材層の厚み(平均厚み)は、例えば5〜2000μm、好ましくは15〜1000μm、さらに好ましくは20〜500μm程度である。
[防眩フィルムの特性]
本発明の防眩フィルムは、所定の表面形状を有することにより、防眩性と、指での表面滑り性と、耐擦傷性とを同時に充足できる。具体的には、防眩層表面の算術平均粗さRaは、例えば0.03〜0.3μm、好ましくは0.05〜0.3μm(例えば0.06〜0.3μm)、さらに好ましくは0.07〜0.25μm(特に0.08〜0.2μm)程度である。Raが小さすぎると、防眩性が低下する虞があり、逆に大きすぎると、耐擦傷性が低下する虞がある。
防眩層表面の粗さ曲線要素の平均長さRSmは、例えば3〜35μm、好ましくは5〜25μm、さらに好ましくは8〜25μm(特に10〜25μm)程度である。RSmが小さすぎると、防眩性が低下する虞があり、逆に大きすぎると、耐擦傷性および指での滑り性が低下する虞がある。
防眩層表面の粗さ曲線の最大断面高さRtは、例えば0.05〜2μm(例えば0.1〜1.5μm)、好ましくは0.3〜1μm、さらに好ましくは0.4〜0.9μm(特に0.5〜0.8μm)程度である。Rtが小さすぎると、防眩性が低下する虞があり、逆に大きすぎると、耐擦傷性が低下する虞がある。
本発明の防眩層表面は、前記Ra、RSmおよびRtのうち、2以上の特性について、前記範囲を充足していればよいが、防眩性と指での表面滑り性と耐擦傷性とを高度に充足できる点から、全ての特性について前記範囲を充足するのが好ましい。
本明細書および特許請求の範囲において、算術平均粗さRa、粗さ曲線要素の平均長さRSmおよび粗さ曲線の最大断面高さRtは、JIS B0601に準拠して、非接触表面・層断面形状計測システム[(株)菱化システム製「VertScan2.0」]を用いて、防眩層表面の凹凸形状を計測して得られた曲線に基づいて求めることができる。
防眩層表面は、指での滑り性にも優れており、人工皮膚を貼り付けた面接触子を用いて、荷重0.2N、移動速度50mm/秒、有効測定距離50mmの条件で測定した防眩層表面の動摩擦係数は3以下(例えば0.01〜1)であってもよく、例えば0.1〜3、好ましくは0.15〜2.5、さらに好ましくは0.2〜2(特に0.3〜2)程度である。動摩擦係数が高すぎると、指での滑り性が低下する虞がある。
なお、本明細書および特許請求の範囲において、動摩擦係数は、動摩擦測定機を用いて測定でき、詳細には、後述の実施例に記載された方法で測定できる。
防眩層表面は、耐擦傷性に優れており、室温(20〜25℃)下、スチールウール♯0000で速度50mm/秒、距離5cmで、防眩層の表面を10往復したとき、傷が付かない最大荷重は50g荷重以上(例えば50〜2000g荷重)であってもよく、例えば100g荷重以上、好ましくは200g荷重以上、さらに好ましくは500g荷重以上(特に800g荷重以上)であってもよい。
なお、本明細書および特許請求の範囲において、耐擦傷性の評価は、後述する実施例に記載の方法で評価できる。
本発明の防眩フィルムは、透明性が高く、視認性に優れている。防眩フィルムのヘイズは1〜60%であり、好ましくは2〜50%、さらに好ましくは3〜40%(特に5〜30%)程度である。ヘイズが低すぎると、防眩性が低下する虞があり、逆に高すぎると、視認性が低下する虞がある。
なお、本明細書および特許請求の範囲において、ヘイズは、JIS K7163に準拠し、ヘイズメーター(日本電色工業(株)製、商品名「NDH−5000W」)を用いて、防眩層表面が受光器側となるように配置して測定できる。
防眩フィルムの全光線透過率は、例えば70%以上(例えば70〜100%)、好ましくは80〜99%、さらに好ましくは85〜98%(特に90〜95%)程度である。全光線透過率が低すぎると、透明性が低下する虞がある。
なお、本明細書および特許請求の範囲において、全光線透過率は、JIS K7361に準拠して、ヘイズメーター(日本電色工業(株)製「NDH−5000W」)を用いて測定できる。
防眩層表面の60°グロスは1〜70%であり、好ましくは10〜68%、さらに好ましくは15〜65%程度である。また、透明性が重要な用途では、60°グロスは、例えば30〜70%、好ましく50〜68%、さらに好ましくは60〜65%程度であってもよい。また、防眩性が重要な用途では、60°グロスは、例えば5〜60%、好ましくは10〜50%、さらに好ましくは20〜30%程度であってもよい。60°グロスが小さすぎると、視認性が低下する虞があり、逆に大きすぎると、防眩性が低下する虞がある。
なお、本明細書および特許請求の範囲において、60°グロスは、JIS K8741に準拠して、光沢計(TQC社製「ポリグロスKT−GL0030」)を用いて測定できる。
本発明の防眩フィルムは、前記防眩層および前記基材層に加えて、慣用の機能層として、粘着層、低屈折率層、反射防止層などと組み合わせてもよい。
[防眩フィルムの製造方法]
本発明の防眩フィルムの製造方法は、特に限定されず、材料の種類に応じて、適宜選択でき、物理的な加工や型を用いた転写などにより形成してもよいが、生産性などの点から、硬化性組成物を熱または活性エネルギー線で硬化させる硬化工程を経て製造する方法が好ましく、規則的な表面の凹凸形状を形成でき、本発明の表面凹凸形状を有する防眩層を形成し易い点から、湿式スピノーダル分解により相分離させて凹凸形状を形成する防眩層形成工程を含むのが好ましい。
防眩層形成工程において、湿式スピノーダル分解では防眩層を形成するための液状組成物を乾燥させる過程で相分離によって表面に凹凸を形成できる。湿式で防眩層を形成するための液状組成物として、1種以上のポリマー成分および1種以上の硬化樹脂前駆体成分を含む硬化性組成物を用いる場合、前記硬化性組成物を支持体の上に塗布して乾燥することにより、ポリマー成分および硬化樹脂前駆体成分から選択される少なくとも2つの成分を、湿式スピノーダル分解により相分離させた後、相分離した硬化性組成物を熱または活性エネルギー線で硬化させる方法であってもよい。
前記支持体は、防眩フィルムを防眩層単独で形成する場合は、防眩層を剥離可能な支持体であってもよいが、機械的特性などの点から、基材層が好ましい。
前記硬化性組成物は溶媒を含んでいてもよい。溶媒は、前記ポリマー成分および硬化樹脂前駆体成分の種類および溶解性に応じて選択でき、少なくとも固形分(例えば、複数のポリマー成分および硬化樹脂前駆体成分、反応開始剤、その他添加剤)を均一に溶解できる溶媒であればよい。特に、ポリマー成分および硬化樹脂前駆体に対する溶媒の溶解性を調整することにより、相分離構造を制御してもよい。そのような溶媒としては、例えば、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなど)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、脂肪族炭化水素類(ヘキサンなど)、脂環式炭化水素類(シクロヘキサンなど)、芳香族炭化水素類(トルエン、キシレンなど)、ハロゲン化炭素類(ジクロロメタン、ジクロロエタンなど)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、水、アルコール類(エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノールなど)、セロソルブ類[メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル(1−メトキシ−2−プロパノール)など]、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(ジメチルスルホキシドなど)、アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)などが例示できる。また、溶媒は混合溶媒であってもよい。
これらの溶媒のうち、メチルエチルケトンなどのケトン類を含むのが好ましく、ケトン類と、アルコール類(ブタノールなどの脂肪族アルコール)および/またはエステル類(酢酸ブチルなどの脂肪族カルボン酸エステル)との混合溶媒がさらに好ましく、ケトン類(特にジC1−4アルキルケトン)とアルコール類(特にC1−6アルカノール)との混合溶媒が最も好ましい。混合溶媒において、アルコール類および/またはエステル類(両者を混合する場合、総量)の割合は、ケトン類100質量部に対して、例えば1〜150質量部(例えば3〜100質量部)、好ましくは5〜100質量部、さらに好ましくは10〜30質量部(特に15〜20質量部)程度である。本発明では、溶媒を適宜組み合わせることにより、スピノーダル分解による相分離を調整し、視認性と透明性と防眩性とを両立できる凹凸形状を形成できる。
混合液中の溶質(ポリマー成分、硬化樹脂前駆体成分、反応開始剤、その他添加剤)の濃度は、相分離が生じる範囲および流延性やコーティング性などを損なわない範囲で選択でき、例えば1〜80質量%、好ましくは10〜70質量%、さらに好ましくは20〜50質量%(特に30〜40質量%)程度である。
塗布方法としては、慣用の方法、例えば、ロールコーター、エアナイフコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、リバースコーター、バーコーター、コンマコーター、ディップ・スクイズコーター、ダイコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、シルクスクリーンコーター法、ディップ法、スプレー法、スピナー法などが挙げられる。これらの方法のうち、バーコーター法やグラビアコーター法などが汎用される。なお、必要であれば、塗布液は複数回に亘り塗布してもよい。
前記混合液を流延または塗布した後、溶媒の沸点近辺または沸点よりも低い温度(例えば、溶媒の沸点よりも1〜120℃、好ましくは5〜50℃、特に10〜50℃程度低い温度)で溶媒を蒸発させることにより、スピノーダル分解による相分離を誘起することができる。溶媒の蒸発は、通常、乾燥、例えば、溶媒の沸点に応じて、30〜200℃(例えば30〜150℃)、好ましくは40〜120℃、さらに好ましくは50〜90℃(特に60〜85℃)程度の温度で乾燥させることにより行うことができる。
このような溶媒の蒸発を伴うスピノーダル分解により、相分離構造のドメイン間の平均距離に規則性または周期性を付与できる。
乾燥した硬化性組成物は、活性光線(紫外線、電子線など)や熱などにより最終的に硬化させることにより、スピノーダル分解により形成された相分離構造を直ちに固定化できる。硬化性組成物の硬化は、硬化樹脂前駆体成分の種類に応じて、加熱、光照射などを組み合わせてもよい。
加熱温度は、適当な範囲、例えば50〜150℃程度から選択できる。光照射は、光硬化成分などの種類に応じて選択でき、通常、紫外線、電子線などが利用できる。汎用的な光源は、通常、紫外線照射装置である。
光源としては、例えば、紫外線の場合は、Deep UV ランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザー光源(ヘリウム−カドミウムレーザー、エキシマレーザーなどの光源)などを利用できる。照射光量(照射エネルギー)は、塗膜の厚みにより異なり、例えば10〜10000mJ/cm、好ましくは20〜5000mJ/cm、さらに好ましくは30〜3000mJ/cm程度である。光照射は、必要であれば、不活性ガス雰囲気中で行ってもよい。
[表示装置]
本発明の防眩フィルムは、高い防眩性と耐擦傷性とを両立できるため、種々の表示装置、例えば、液晶表示装置(LCD)、有機ELディスプレイなどに利用でき、さらに指での表面滑り性にも優れるため、タッチパネル付き表示装置、特に、高精細のタッチパネル付きLCDや有機ELディスプレイとして有用である。
詳しくは、LCDは、外部光を利用して、液晶セルを備えた表示ユニットを照明する反射型LCDであってもよく、表示ユニットを照明するためのバックライトユニットを備えた透過型LCDであってもよい。反射型LCDでは、外部からの入射光を、表示ユニットを介して取り込み、表示ユニットを透過した透過光を反射部材により反射して表示ユニットを照明できる。反射型LCDでは、前記反射部材から前方の光路内に本発明の防眩フィルムを配設できる。例えば、本発明の防眩フィルムは、表示ユニットの前面(視認側前面)などに配設または積層でき、特に、コリメートバックライトユニットを有し、かつプリズムシートを有さないLCDの前面に配設してもよい。
透過型LCDにおいて、バックライトユニットは、光源(冷陰極管などの管状光源、発光ダイオードなどの点状光源など)からの光を一方の側部から入射させて前面の出射面から出射させるための導光板(例えば、断面楔形状の導光板)を備えていてもよい。また、必要であれば、導光板の前面側にはプリズムシートを配設してもよい。なお、通常、導光板の裏面には、光源からの光を出射面側へ反射させるための反射部材が配設されている。このような透過型LCDでは、通常、光源から前方の光路内に、本発明の防眩フィルムを配設でき、例えば、表示ユニットの前面などに前記防眩フィルムを配設または積層できる。
有機ELディスプレイにおいて、有機ELは、各画素ごとに発光素子が構成されており、この発光素子は、通常、金属などの陰電極/電子注入層/電子輸送層/発光層/正孔輸送層/正孔注入層/ITOなどの陽電極/ガラス板や透明のプラスチック板などの基板で形成されている。有機ELディスプレイにおいても、本発明の防眩フィルムを光路内に配設してもよい。
また、本発明の防眩フィルムは、タッチパネル付きLCDや有機ELディスプレイの傷つきを防止するためのアフターマーケット向け保護またはプロテクトフィルムとして利用してもよい。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。実施例および比較例で用いた原料は以下の通りであり、得られた防眩フィルムを以下の方法で評価した。
[原料]
重合性基を有するアクリル樹脂:(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体のカルボキシル基の一部に3,4−エポキシシクロヘキセニルメチルアクリレートを付加させた化合物、(株)ダイセル製「サイクロマーP(ACA)320M」、固形分40質量%
セルロースアセテートプロピオネート:イーストマン社製「CAP−482−20」、アセチル化度=2.5%、プロピオニル度=46%、ポリスチレン換算の数平均分子量75000
ウレタンアクリレートA:10官能脂肪族ウレタンアクリレート、平均分子量1200、ダイセル・オルネクス(株)製「KRM8452」
ウレタンアクリレートB:9官能脂肪族ウレタンアクリレート、平均分子量1800、ダイセル・オルネクス(株)製「KRM8904」
ウレタンアクリレートC:15官能ウレタンアクリレート、理論分子量2300、新中村化学工業(株)製「U−15HA」
ウレタンアクリレートD:15官能ウレタンアクリレート、新中村化学工業(株)製「U−53H」
フッ素含有紫外線反応型表面改質剤:DIC(株)製「メガファックRS−75」
シリカ含有アクリル系コート液:シリカ微粒子含有アクリル系紫外線硬化性化合物、アイカ工業(株)製「Z−757−4RL」、固形分43重量%
光開始剤:BASFジャパン(株)製「イルガキュア907」
PETフィルム:ポリエチレンテレフタレートフィルム、三菱樹脂(株)製「O321」、厚み125μm
PCフィルム:ポリカーボネートフィルム、三菱ガス化学(株)製「ユーピロンFS−2000」、厚み400μm。
[防眩層の厚み]
光学式膜厚計を用いて、任意の10箇所を測定し、平均値を算出した。
[ヘイズ]
JIS K7163に準拠し、ヘイズメーター(日本電色工業(株)製、商品名「NDH−5000W」)を用いて、防眩層表面が受光器側となるように配置して測定した。
[全光線透過率]
JIS K7361に準拠し、ヘイズメーター(日本電色工業(株)製、商品名「NDH−5000W」)を用いて測定した。
[60°グロス]
JIS Z8741に準拠して光沢計(TQC社製「ポリグロスKT−GL0030」)を用いて角度60°のグロスを測定した。
[算術平均粗さRa、粗さ曲線要素の平均長さRSm、粗さ曲線の最大断面高さRt]
JIS B0601に準拠して、非接触表面・層断面形状計測システム[(株)菱化システム製「VertScan2.0」]を用いて、防眩層表面の凹凸形状を計測して得られた曲線に基づいて、算術平均粗さRa、粗さ曲線要素の平均長さRSm、粗さ曲線の最大断面高さRtを、それぞれ求めた。
[耐スチールウール(SW)性試験]
スチールウール♯0000でカバーされた直径1cmのスティックを備えたスチールウール耐久性試験機を用いて、室温(20〜25℃)下において、荷重を変えて、速度50mm/秒、距離5cmで、防眩層の表面を10往復摩擦後、目視で確認を行い、傷が付かなかった最大荷重を求めた。
[防眩性]
ルーバーの無い向きだしの蛍光灯の照明を防眩フィルムに映し、その正反射光の眩しさを、目視で確認し、以下の基準で評価した
◎:眩しさを感じない
○:眩しさをわずかに感じる
×:眩しさを感じる。
[動摩擦係数]
動摩擦係数測定器((株)トリニティーラボ製「ハンディトライボマスターTL201Ts」)を用いて、荷重0.2N、速度50mm/秒、有効測定距離50mmの時の摩擦力を測定した。面接触子として、5mm厚のスポンジシート(セメダイン社製「すきまテープN−1」)に人工皮膚(ビューラックス社製「バイオスキン」)を貼り付けた接触子を使用し、防眩層表面を摺動させ、動摩擦係数を求めた。
コート液1の調製
重合性基を有するアクリル樹脂57.7質量部、セルロースアセテートプロピオネート7.1質量部、ウレタンアクリレートA105.7質量部、フッ素基含有紫外線反応型表面改質剤1.4質量部、光開始剤「イルガキュア907」(BASF社製)2.8質量部を、メチルエチルケトン(MEK)250質量部と1−ブタノール39.2質量部との混合溶媒に溶解し、コート液1を調製した。
コート液2の調製
ウレタンアクリレートAの代わりにウレタンアクリレートBを用いる以外はコート液1の調製と同様にしてコート液2を調製した。
コート液3の調製
重合性基を有するアクリル樹脂の割合を59.2質量部に変更した以外は、コート液1の調製と同様にして、コート液3を調製した。
コート液4の調製
ウレタンアクリレートAの代わりにウレタンアクリレートCを用いる以外はコート液1と同様にしてコート液4を調製した。
コート液5の調製
ウレタンアクリレートAの代わりにウレタンアクリレートDを用いる以外はコート液1の調製と同様にしてコート液5を調製した。
コート液6の調製
混合溶媒をMEK18.61質量部と酢酸ブチル7.98質量部と1−ブタノール3.92質量部との混合溶媒に変更する以外はコート液1の調製と同様にしてコート液5を調製した。
コート液7の調製
重合性基を有するアクリル樹脂の割合を7.09質量部に変更し、セルロースアセテートプロピオネートの割合を0.57質量部に変更し、ウレタンアクリレートCの割合を10.78質量部に変更する以外はコート液4の調製と同様にしてコート液7を調製した。
コート液8の調製
重合性基を有するアクリル樹脂の割合を6.71質量部に変更し、セルロースアセテートプロピオネートの割合を0.52質量部に変更し、ウレタンアクリレートAの割合を11.91質量部に変更し、混合溶媒をMEK16.6質量部と1−ブタノール3.92質量部と酢酸ブチル10.74質量部との混合溶媒に変更する以外はコート液1の調製と同様にしてコート液8を調製した。
コート液9の調製
セルロースアセテートプロピオネートの割合を0.76質量部に変更する以外はコート液4の調製と同様にしてコート液9を調製した。
コート液10の調製
コート液4とシリカ含有アクリル系コート液とを、固形分質量比で、前者/後者=40/60となるように混合してコート液10を調製した。
実施例1〜6および比較例1〜3
ワイヤーバーを用いて、PETフィルムの上に各コート液をコートし、80℃のオーブン内で1分間乾燥することにより、厚み6μmの塗膜を形成した。続いて、塗膜に高圧水銀ランプ(アイグラフィックス社製)からの紫外線を約10秒間照射し、塗膜を硬化させ、防眩層を形成し、防眩フィルムを得た。
実施例7
PETフィルムの代わりにPCフィルムを使用し、コート液10をコートする以外は実施例1〜6および比較例1〜3と同様にして防眩フィルムを得た。
実施例および比較例で得られた防眩フィルムの評価結果を表1に示す。
Figure 2019203931
表1の結果から明らかなように、実施例の防眩フィルムは、動摩擦係数が低く、指での滑り性が良好である上に、耐擦傷性および防眩性も向上できる。これに対して、比較例の防眩フィルムは、耐擦傷性が低い。
本発明の防眩フィルムは、種々の表示装置、例えば、LCD、陰極管表示装置、有機または無機ELディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、表面電界ディスプレイ(SED)、リアプロジェクションテレビディスプレイ、などの表示装置に利用される防眩フィルムとして利用でき、特に、指での滑り性および耐擦傷性に優れる点から、カーナビゲーション用ディスプレイ、ゲーム機器、スマートフォン、パーソナルコンピュータ(PC)(タブレットPC、ノート型またはラップトップ型PC、デスクトップ型PCなど)、テレビなどのタッチパネル付き表示装置に好適である。

Claims (11)

  1. 表面に防眩層を有する防眩フィルムであって、ヘイズが1〜60%、防眩層表面の60°グロスが0.1〜70%であり、かつ防眩層表面の凹凸形状が、下記特性(1)〜(3)のうち少なくとも2つ以上の特性を満たす防眩フィルム。
    (1)算術平均粗さRaが0.05〜0.25μmである
    (2)粗さ曲線要素の平均長さRSmが5〜25μmである
    (3)粗さ曲線の最大断面高さRtが0.1〜1μmである
  2. 特性(1)〜(3)を全て満たす請求項1記載の防眩フィルム。
  3. 人工皮膚を貼り付けた面接触子を用いて、荷重0.2N、移動速度50mm/秒、有効測定距離50mmの条件で測定した防眩層表面の動摩擦係数が3以下である請求項1または2記載の防眩フィルム。
  4. 防眩層が、1種以上のポリマー成分および1種以上の硬化樹脂前駆体成分を含む硬化性組成物の硬化物である請求項1〜3のいずれかに記載の防眩フィルム。
  5. ポリマー成分が、セルロースエステル類および/または重合性基を有していてもよい(メタ)アクリル系重合体を含み、硬化樹脂前駆体成分が、ウレタン(メタ)アクリレートを含む請求項4記載の防眩フィルム。
  6. ウレタン(メタ)アクリレートの1分子中における(メタ)アクリロイル基の数が5〜20個である請求項5記載の防眩フィルム。
  7. 硬化樹脂前駆体成分が、重合性基を有するフッ素系化合物をさらに含む請求項4〜6のいずれかに記載の防眩フィルム。
  8. 硬化性組成物が、フィラーをさらに含む請求項4〜7のいずれかに記載の防眩フィルム。
  9. 湿式スピノーダル分解により相分離させて凹凸形状を形成する防眩層形成工程を含む請求項1〜8のいずれかに記載の防眩フィルムの製造方法。
  10. 請求項1〜8のいずれかに記載の防眩フィルムを備えた表示装置。
  11. タッチパネル付き液晶表示装置または有機ELディスプレイである請求項10記載の表示装置。
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